06.整车碰撞仿真模型连接建模

LS-DYNA是一款高级的有限元分析软件，主要用于模拟各种复杂的动力学行为。在LS-DYNA中阻尼的设置对于确保模拟的准确性和稳定性至关重要。能量耗散可以发生在*damping以外的其他方式。例如沙漏力引起的能量、刚墙力引起的能量、接触摩擦力产生的能量、阻尼器产生的内部能量等。 1.体积粘性阻尼 (Bulk Viscosity Damping) 作用：主要用于控制单元在高速变形（如冲击波传播）中的高频数值振荡，避免显式算法中可能出现的数值不稳定。类型：① 线性体积粘性阻尼：与体积应变率成正比，通过参数 QB 控制。② 二次体积粘性阻尼：与体积应变率的平方成正比，通过参数QC控制。设置方法：在*CONTROL_BULK_VISCOSITY 关键字中调整QB 和QC 的默认值（通常无需修改，除非特殊需求）。注意事项：过大的体积粘性阻尼会引入非物理能量耗散，影响结果精度。 2. 材料阻尼 (Material Damping) 作用：模拟材料本身的粘弹性行为或能量耗散特性。常见形式：① 粘性阻尼：通过阻尼系数（如 DAMP）定义，与应变率相关。② 瑞利阻尼 (Rayleigh Damping)：与质量和刚度矩阵成比例。 设置方法：在材料定义中直接指定阻尼参数。 3. 结构阻尼 (Structural Damping) 作用：通过全局或局部阻尼系数模拟结构的能量耗散。类型：【1】质量阻尼 ：与质量矩阵成比例。质量阻尼包括*damping_global和*damping_part_mass，用于低频的结构阻尼模式，但它具有阻尼刚体模式的附加效果。因此，应将经受显著刚体运动的零件排除在质量阻尼之外，否则应在该零件经受刚体运动时关闭质量阻尼或使用*damping_relative。通过使用*damping_relative，仅对特定刚体的运动/振动起阻尼作用。*damping_relative和常规质量阻尼一样，除了相对于RB（旋转）运动的运动被阻尼。在确定相对运动时考虑刚体的平移和旋转运动。当没有阻尼*damping_relative 时，在一个可变形单元中绘制有效应力的时间历程曲线，会出现一个不随时间衰减的振荡，如下图。单元有效应力的时间历程图（无阻尼）当加入阻尼*damping_relative 时，振荡会迅速消失，如下图。 单元有效应力的时间历程图（有阻尼）【2】刚度阻尼：与刚度矩阵成比例，在显式分析中，刚度阻尼可以减小响应的高频振荡来提高模型的稳定性。*damping_part_stiffness用于高频模式，COEF变量（作为正值输入）近似为部分临界阻尼。COEF的典型值为0.1，约为高频模式的临界阻尼的10%。但是增加刚度阻尼会发生不稳定，则可以通过：（1）减小TSSFAC。如果使用*damping_part_stiffness，则应相应减小*control_timestep中的TSSFAC，因为阻尼会影响临界时间步长。（2）降低COEF到恢复稳定性。【3】瑞利阻尼：同时包含质量和刚度阻尼项： 设置方法：① 使用 *DAMPING 关键字定义全局瑞利阻尼参数： ② 通过过 *DAMPING_PART_MASS 和 *DAMPING_PART_STIFFNESS 对特定部件定义阻尼。 4. 局部阻尼 (Local Damping) 作用：通过人工阻尼力稳定特定区域的运动（例如接触界面。设置方法：接触力会在反应中引入噪声，在这种情况下通过*contact卡2上的VDC参数添加黏性阻尼有助于降低噪声。VDC 输入为临界阻尼的百分比，一个典型的值在 10～20范围。 5. 临界阻尼比 (Critical Damping Ratio) 作用：在模态分析或频域响应中，定义系统阻尼相对于临界阻尼的比例。公式： 其中 ζ 为临界阻尼比， ω 为固有频率。设置方法：通过 *DAMPING_FREQUENCY_RANGE 定义频率相关的阻尼比。 参数选择建议 Choose Suggestions 1、体积粘性阻尼：保持默认值（QB=1.5, QC=0.06）除非出现数值振荡。 2、瑞利阻尼：选择主导频率范围，计算 和 。3、材料阻尼：参考实验数据或材料手册，临界阻尼比范围：1%-10%。 注意事项 precautions 1、阻尼设置需平衡能量耗散与计算精度，过度阻尼会导致非物理结果。2、显式分析中，材料阻尼和结构阻尼通常对低频问题影响较小，但对高频噪声抑制有效。3、对于瞬态冲击问题，优先使用体积粘性阻尼；对于振动问题，使用瑞利阻尼更合适。通过合理设置这些阻尼模型，LS-DYNA能够有效地模拟各种动力学行为，提高模拟的准确性和稳定性。 END 来源：CAE碰撞仿真指导